CONTENT OF PHOTOSYNTHETIC PIGMENTS IN LEAVES OF THE GENUS ACER L. SPECIES IN URBAN ENVIRONMENT
Abstract
Background. Pigment concentration is a species trait, and is an integral indicator of adaptive response to changes in environmental factors and the growing conditions. The intensive development of modern cities imposes certain requirements on the selection of plants for landscaping, one of which is a high level of adaptive responses.
Purpose. The purpose of this study was to determine the content of photosynthetic pigments in the leaves of the genus Acer species in urban conditions of the city of Maуkop, the Adygea Republic.
Materials and methods. We used the spectrophotometric method to determine the content of photosynthetic pigments in the leaves of the genus Acer L. species: A. platanoides, A. pseudoplatanus, A. saccharinum, A. negundo, A. campestre in an urban environment of the city of Maуkop and the zone of conditional control (Botanical garden). We carried out statistical processing of experimental data by using the MS Excel 2010 package.
Results. We have revealed that in the conditions of an urbanized environment the total content of chlorophylls is 1.1-2.2 times higher in comparison with that of the zone of control. Taking into account the level of variability of the total content of green pigments in the city, we arranged the studied species in the following order: A. saccharinum A. campestre ˂ A. pseudoplatanus ˂ A. platanoides ˂ A. negundo. The ratio of the amount of chlorophylls to carotenoids reacted very sensitively to the impact of urban environmental factors. A. campestre and A. saccharinum differed from A. negundo, A. pseudoplatanus, and A. platanoides for this indicator.
Conclusion. The study made allow us to state that in the conditions of an urbanized environment, the studied species of the genus Acer undergo restructuring in the structure of pigment complexes. An increase in the synthesis of chlorophylls and carotenoids raises their adaptive capabilities to the negative impact of urban environmental factors.
Downloads
References
Список литературы
Акиншина Н.Г., Азизов А.А., Карасева Т.А. и др. Коэффициент фотосинтетической эффективности растений для оценки качества городской среды // Вестник Мордовского университета. 2008. Т.18. № 2. С. 17-24.
Бухарина И.Л., Поварницина Т.М., Ведерников К.Е. Эколого-биологические особенности древесных растений в урбанизированной среде. Ижевск, 2007. 216 с.
Доклад об экологической ситуации в Республики Адыгея за 2021: официальный сайт исполнительных органов государственной власти. http://www.adygheya.ru (дата обращения 15.11.2022)
Заплатин Б.П. Биотестирование атмосферных загрязнений по содержанию хлорофилла и активности полифенолоксидазы // Известия Пензенского государственного педагогического университета им. В.Г. Белинского. 2008. №14. С. 82-87.
Кузнецов Р.В., Осипова Е.А., Помогайбин Е.А. Особенности сезонной динамики фотосинтетических пигментов в листьях некоторых древесных интродуцентов в лесостепи среднего Поволжья // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2009. Т.11. № 1-4. С. 715-718.
Кузнецова А.С., Сотникова Е.В. Биоиндикационные показатели стабильности развития листовой пластинки Populus tremula в условиях воздействия транспортных потоков // Вестник Российского университета дружбы народов. Серия: Экология и безопасность жизнедеятельности. 2016. №3. С. 45-51.
Кунина В.А., Белоус О.Г. Состояние фотосинтетических пигментов листьев древесных растений в условиях городской среды // Ученые записки Крымского федерального университета имени В.И. Вернадского. Биология. Химия. 2020. Т. 6 (72). № 2. С. 108-118. https://doi.org/10.37279/2413-1725-2020-6-2-108-118
Кутузова О.Г. Якушевская Е.Б. Зависимость содержания хлорофилла в листьях Ulmus pumila L. от концентрации тяжелых металлов // Известия Уфимского научного центра РАН. 2013. № 3. С. 118-120.
Ладыгин В.Г., Ширшикова Г.Н. Современные представления о функциональной роли каротиноидов в хлоропластах эукариот // Журнал общей биологии. 2006. Т.67. С. 163-189.
Максимова Е.В., Косицына АА., Макурина О.Н. Влияние антропогенных факторов химической природы на некоторые эколого-биохимические характеристики растений // Вестник СамГУ. Естественные науки. 2007. №8(58). С. 146-152.
Мамаев С.А. Закономерности внутривидовой изменчивости семейства Pinaceae на Урале: Автореф. дис. …д-ра биол. наук. Свердловск, 1970. 58 с.
Мокроносов А.Т., Гавриленко В.Ф. Фотосинтез: физиолого-экологические и биохимические аспекты. М.: Изд-во МГУ, 1992. 319 с.
Неверова О.А. Экологическая оценка состояния древесных растений и загрязнения окружающей среды промышленного города: Автореф. дис. …д-ра биол. наук. М., 2004. 36 с.
Сарсацкая А.С. Содержание фотосинтетических пигментов у древесных пород городских насаждений // Вестник Кемеровского государственного университета. Серия: Биологические, технические науки и науки о Земле. 2017. № 4(4). С. 9-14. https://doi.org/10.21603/2542-2448-2017-4-9-14
Скочилова Е.А., Закамская Е.С. Влияние городской среды на содержание хлорофилла и аскорбиновой кислоты в листьях Tilia cordata (Tiliaceae) // Растительные ресурсы. 2013. Т.49. №4. С. 541-547.
Соколова Г.Г., Богатова В.А. Динамика содержания хлорофиллов в листьях березы повислой (Betula pendula Roth), произрастающей в парках города Барнаула // Проблемы ботаники Южной Сибири и Монголии. 2019. №18. С. 531-534. https://doi.org/10.14258/pbssm.2019112
Оскорбина М.В., Коротаева Н.Е., Суворова Г.Г. Адаптивные особенности динамики содержания хлорофилла в хвое Pinus sylvestris и Picea obovata в условиях вегетации юга восточной Сибири // Siberian Journal of Life Sciences and Agriculture. 2020. Т. 12. №5, С. 113-127. https://doi.org/10.12731/2658-6649-2020-12-5-113-127
Тужилкина В. В. Реакция пигментной системы хвойных на длительное аэротехногенное загрязнение // Экология. 2009. № 4. С. 243-248
Чернявская И. В., Домрачева Н. А., Толстикова Т. Н. Влияние городской среды на концентрацию фотосинтетических пигментов и интенсивность фотосинтеза растений рода Acer L. // Вестник Адыгейского государственного университета. Серия 4: Естественно-математические и технические науки. 2021. № 1(276). С. 26-32.
Шлык А. А. Определение хлорофилла и каротиноидов в экстрактах зеленых листьев. В кн.: Биохимические методы в физиологии растений. М.: Наука, 1971. С. 154–170.
Яшин Д.А., Зайцев Г.А. Содержание пигментов фотосинтеза в листьях березы повислой (Betula pendula Roth) и дуба черешчатого (Quercus robur L.) в условиях Уфимского промышленного центра // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2015. Т.17. №6. С. 274-277.
Brian D. Kloeppel, Marc D. Abrams Ecophysiological attributes of the native Acer saccharum and the exotic Acer platanoides in urban oak forests in Pennsylvania, USA // Tree Physiology, 1995, vol.15, issue 11, pp.739–746. https://doi.org/10.1093/treephys/15.11.739
Jeffrey R. Foster Photosynthesis and water relations of the floodplain tree, boxelder (Acer negundo L.) // Tree Physiology, 1992, vol.11, issue 2, pp. 133–149. https://doi.org/10.1093/treephys/11.2.133
Joshi P.C., Abhishek S. Air pollution induced changes in the photosynthetic pigments of selected plant species // Journal of Environmental Biology, 2009, no. 30(2), pp. 295-298.
Thomas M. Cate, T. D. Perkins Chlorophyll content monitoring in sugar maple (Acer saccharum) // Tree Physiology, 2003, vol.23, issue 15, pp. 1077–1079. https://doi.org/10.1093/treephys/23.15.1077
Uhrin P., Supuka J., Billiková M. Growth adaptability of Norway maple (Acer platanoides L.) to urban environment // Folia Oecologica, 2018, vol. 45(1), pp. 33-45. https://doi.org/10.2478/foecol-2018-0004
References
Akinshina N.G., Azizov A.A., Karaseva T.A., Kloze E. Vestnik Mordovskogo universiteta [Mordovia University Bulletin], 2008, vol. 18, no. 2, pp. 17-24.
Bukharina I.L., Povarnitsina T.M., Vedernikov K.E. Ekologo-biologicheskie osobennosti drevesnykh rasteniy v urbanizirovannoy srede [Ecological and biological features of woody plants in an urbanized environment]. Izhevsk, 2007, 216 p.
Doklad ob ekologicheskoy situatsii v Respubliki Adygeya za 2021: ofitsial'nyy sayt ispolnitel'nykh organov gosudarstvennoy vlasti [Report on the environmental situation in the Republic of Adygea for 2021: official website of the executive authorities]. http://www.adygheya.ru
Zaplatin B.P. Izvestiya Penzenskogo gosudarstvennogo pedagogicheskogo universiteta im. V.G. Belinskogo [University proceedings. Volga region], 2008, no. 14, pp. 82-87.
Kuznetsov R.V., Osipova E.A., Pomogaybin E.A. Izvestiya Samarskogo nauchnogo tsentra Rossiyskoy akademii nauk [Izvestia of Samara Scientific Center of the Russian Academy of Sciences], 2009, vol.11. no. 1-4, pp. 715-718.
Kuznetsova A.S., Sotnikova E.V. Vestnik Rossiyskogo universiteta druzhby narodov. Seriya: Ekologiya i bezopasnost' zhiznedeyatel'nosti [RUDN Journal of Ecology and Life Safety], 2016, no. 3, pp. 45-51.
Kunina V.A., Belous O.G. Uchenye zapiski Krymskogo federal'nogo universiteta imeni V.I. Vernadskogo. Biologiya. Khimiya [Scientific Notes of V.I. Vernadsky Crimean Federal University. Biology. Chemistry], 2020. vol. 6(72), no. 2, pp. 108-118. https://doi.org/10.37279/2413-1725-2020-6-2-108-118
Kutuzova O.G. Yakushevskaya E.B. Izvestiya Ufimskogo nauchnogo tsentra RAN [Ufa Scientific Center of the Russian Academy of Science], 2013, no. 3, pp. 118-120.
Ladygin V.G., Shirshikova G.N. Zhurnal obshchey biologii [Journal of General Biology], 2006, vol. 67, pp. 163-189.
Maksimova E.V., Kositsyna AA., Makurina O.N. Vestnik SamGU. Estestvennye nauki [Vestnik of Samara University. Natural Science Series], 2007, no. 8(58), pp. 146-152.
Mamaev S.A. Zakonomernosti vnutrividovoy izmenchivosti semeystva Pinaceae na Urale: Avtoref. dis. …d-ra biol. nauk [Intraspecific variability of the family Pinaceae na Urale: abstract of thesis on competition of a scientific degree of Doctor of Biological Sciences]. Sverdlovsk, 1970, 58 p.
Mokronosov A.T., Gavrilenko V.F. Fotosintez: fiziologo-ekologicheskie i biokhimicheskie aspekty [Photosynthesis: physiological, ecological and biochemical aspects]. Moscow: Moscow university press, 1992, 319 p.
Neverova O.A. Ekologicheskaya otsenka sostoyaniya drevesnykh rasteniy i zagryazneniya okruzhayushchey sredy promyshlennogo goroda: Avtoref. dis. …d-ra biol. nauk [Ecological assessment of the state of woody plants and environmental pollution of an industrial city: abstract of thesis on competition of a scientific degree of Doctor of Biological Sciences]. M., 2004, 36 p.
Sarsatskaya A.S. Vestnik Kemerovskogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: Biologicheskie, tekhnicheskie nauki i nauki o Zemle [Bulletin of Kemerovo State University. Series: Biological, Engineering and Earth Sciences], 2017. no. 4(4), pp. 9-14. https://doi.org/10.21603/2542-2448-2017-4-9-14
Skochilova E.A., Zakamskaya E.S. Rastitel'nye resursy [Plant Resources], 2013, vol. 49, no. 4, pp. 541-547.
Sokolova G.G., Bogatova V.A. Problemy botaniki Yuzhnoy Sibiri i Mongolii [Problems of Botany of South Siberia and Mongolia], 2019, no. 18, pp. 531-534. https://doi.org/10.14258/pbssm.2019112
Oskorbina M.V., Korotaeva N.E., Suvorova G.G. Siberian Journal of Life Sciences and Agriculture, 2020, vol. 12, no. 5, pp. 113-127. https://doi.org/10.12731/2658-6649-2020-12-5-113-127
Tuzhilkina V. V. Ekologiya [Ecology], 2009, no. 4, pp. 243-248
Chernyavskaya I. V., Domracheva N. A., Tolstikova T. N. Vestnik Adygeyskogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya 4: Estestvenno-matematicheskie i tekhnicheskie nauki. [The Bulletin of the Adyghe State University, the series “Natural-Mathematical and Technical Sciences”], 2021, no. 1(276), pp. 275-282.
Shlyk A. A. Opredelenie khlorofilla i karotinoidov v ekstraktakh zelenykh list'ev [Determination of chlorophylls and carotenoids in green leaf extracts] Biohimicheskie metody v fiziologii rastenij [Biochemical methods in plant physiology]. Moscow: Nauka, 1971, 226 p.
Yashin D.A., Zaytsev G.A. Izvestiya Samarskogo nauchnogo tsentra Rossiyskoy akademii nauk [Izvestia of Samara Scientific Center of the Russian Academy of Sciences], 2015, vol. 17, no. 6, pp. 274-277.
Brian D. Kloeppel, Marc D. Abrams Tree Physiology, 1995, vol. 15, issue 11, pp.739–746, https://doi.org/10.1093/treephys/15.11.739
Jeffrey R. Foster Tree Physiology, 1992, vol.11, issue 2, pp. 133–149. https://doi.org/10.1093/treephys/11.2.133
Joshi P.C., Abhishek S. Journal of Environmental Biology, 2009, no. 30(2), pp. 295-298.
Thomas M. Cate, T. D. Perkins Tree Physiology, 2003, vol.23, issue 15, pp. 1077–1079. https://doi.org/10.1093/treephys/23.15.1077
Uhrin P., Supuka J., Billiková M. Folia Oecologica, 2018, vol. 45(1), pp. 33-45. https://doi.org/10.2478/foecol-2018-0004
Copyright (c) 2023 Irina V. Chernyavskaya, Evgenia M. Ednich, Tatyana N. Tolstikova
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
